¿Qué es la matemática detrás de la rueda de color

https://stackoverflow.com/questions/4235072

26-09-2019
|

Pregunta

Quiero crear una tarta con 12 rebanadas, con cada rebanada de un color diferente.

Casi todos rueda de color parece seguir el mismo formato; por ejemplo: http://www.tigercolor.com/ el color-lab / color de la teoría / color de la teoría-intro.htm .

Pero, ¿qué hay algoritmos para generar los colores? ¿Qué es la matemática detrás de RGB (theta)? Seguramente debe haber alguna ciencia establecida en esto, pero Google no me está dando alguna pista.

Solución

Tener un vistazo a http://www.easyrgb.com tiene los algoritmos detrás de muchas conversiones de color. Aquí está el RGB -.> VHS uno

var_R = ( R / 255 )                     //RGB from 0 to 255
var_G = ( G / 255 )
var_B = ( B / 255 )

var_Min = min( var_R, var_G, var_B )    //Min. value of RGB
var_Max = max( var_R, var_G, var_B )    //Max. value of RGB
del_Max = var_Max - var_Min             //Delta RGB value 

V = var_Max

if ( del_Max == 0 )                     //This is a gray, no chroma...
{
   H = 0                                //HSV results from 0 to 1
   S = 0
}
else                                    //Chromatic data...
{
   S = del_Max / var_Max

   del_R = ( ( ( var_Max - var_R ) / 6 ) + ( del_Max / 2 ) ) / del_Max
   del_G = ( ( ( var_Max - var_G ) / 6 ) + ( del_Max / 2 ) ) / del_Max
   del_B = ( ( ( var_Max - var_B ) / 6 ) + ( del_Max / 2 ) ) / del_Max

   if      ( var_R == var_Max ) H = del_B - del_G
   else if ( var_G == var_Max ) H = ( 1 / 3 ) + del_R - del_B
   else if ( var_B == var_Max ) H = ( 2 / 3 ) + del_G - del_R

   if ( H < 0 ) H += 1
   if ( H > 1 ) H -= 1
}

Otros consejos

una rueda de color (tal como el selector de color Mac OS X, se muestra a continuación) muestra tonalidad y saturación (dos de los tres componentes de la HSV espacio de color ). El matiz varía con el ángulo, y la saturación varía con el radio. Normalmente hay un control deslizante separada para el valor (también conocido como brillo).

Mac OS X selector de color

Ver Wikipedia de cómo convertir de ida y vuelta entre el VHS y RGB. O puede haber una API para el lenguaje de programación de elección. Por ejemplo, Python tiene la colorsys biblioteca .

Yo estaba jugando con la fabricación de una rueda de color a base de HSL en Excel VBA, utilizando células diminutas como "píxeles", y resultó bastante bien, así que pensé que me gustaría compartir.

Esto demuestra la conversión entre HSL y RGB , así como la forma de programación dibujar líneas / círculos en cualquier cuadrícula -. Incluso células de hoja de cálculo

El código está listo para funcionar tal y como son:

Option Explicit

Const colorSheetName = "COLORS"
Const pi = 3.14159265358979
Const squareSize = 3.75             'cell square size (pts)
Const cDiameter = 80#               'circle diameter (cells)
Const numAngles = 360#              'number of angles (lines to draw)

Sub CalculateColorWheel()
  Dim ws As Worksheet, radsPerAngle As Double, radius As Long, xStop As Double, _
      yStop As Double, z As Integer, xyLength As Double, lineDot As Long, _ 
      lineLength As Long, h As Byte, s As Byte, v As Byte, r As Byte, g As Byte, b As Byte

    Set ws = ThisWorkbook.Sheets.Add                        'create new worksheet
    On Error Resume Next                                    'ignore error 
    Application.DisplayAlerts = False                       'ignore warning
    ThisWorkbook.Sheets(colorSheetName).Delete              'delete worksheet (if exists)
    Application.DisplayAlerts = True                        'stop ignoring warnings
    On Error GoTo 0                                         'stop ignoring errors

    With ws
        .Name = colorSheetName                              'name the new sheet
        .Rows.RowHeight = squareSize                        'set rowheight 
        .Columns.ColumnWidth=widthToColumnWidth(squareSize) 'match columnwidth to row
        ActiveWindow.DisplayGridlines = False               'hide gridlines
        ActiveWindow.DisplayHeadings = False                'hide row/col headings
        radius = cDiameter / 2                              'centre point
        lineLength = radius * 1.5                           'dots per angle (line)
        radsPerAngle = (360 / numAngles) * pi / 180         'radians=a(degrees)×pi÷180°

        Debug.Print "Grid size=" & .[a1].Height & "×" & .[a1].Width _
                & ", Diameter:" & cDiameter _
                & ", Area=" & Round(pi * radius ^ 2, 0) _
                & ", Circumference=" & Round(2 * pi * radius, 0) _
                & ", Radians per Angle=" & Round(radsPerAngle, 3) _
                & " × " & numAngles & " angles"                 'stats

        For z = 0 To numAngles - 1  'loop through each angle
            For lineDot = 1 To lineLength   'loop thru length of line
                xyLength = radius * (lineDot / lineLength)  'calc dot xy& offset top-left
                xStop = Int(Cos(radsPerAngle * z) * xyLength) + radius + 2 'x (column)
                yStop = Int(Sin(radsPerAngle * z) * xyLength) + radius + 2 'y (row)

                If .Cells(yStop, xStop).Interior.Pattern=xlNone Then 'skip colored cells
                    h = ((z + 1) / numAngles) * 255                'hue=angle
                    s = (lineDot / lineLength) * 255                    'saturation=radius
                    v = 255                    'maximum brightness. (Adjustable)
                    HSVtoRGB h, s, v, r, g, b                      'convert HSV to RGB
                    .Cells(yStop, xStop).Interior.Color=rgb(r,g,b) 'color the cell
                    dots = dots + 1
                End If
            Next lineDot
            Application.StatusBar = Format(z / (numAngles - 1), "0%") 
            DoEvents    'don't lag
        Next z
    End With
    Beep
    Application.StatusBar = "Finished drawing color circle (" & dots & " colors)"
End Sub

Public Function widthToColumnWidth(pts As Double) As Double
'convert desired column width (points) to Excel "ColWidthUnits"
'12pts and under is a 1:12 ratio of (colWidthUnits:Pts).
' Over 12pts: 1:12 for 1st unit, then 1:(75/11) for remainder
    Select Case pts
        Case Is <= 0:  widthToColumnWidth = 0
        Case Is <= 12: widthToColumnWidth = pts / 12
        Case Else:     widthToColumnWidth = 1 + (pts - 12) / (75 / 11) '
    End Select
End Function

Public Sub HSVtoRGB(h As Byte, s As Byte, v As Byte, r As Byte, g As Byte, b As Byte)
    Dim minV As Byte, maxV As Byte, Chroma As Byte, tempH As Double

    If v = 0 Then
        r = 0: g = 0: b = 0
    Else
        If s = 0 Then
            r = v: g = v: b = v:
        Else
            maxV = v: Chroma = s / 255 * maxV: minV = maxV - Chroma
            Select Case h
                Case Is >= 170: tempH = (h - 170) / 43: g = 0
                                If tempH < 1 Then
                                    b = maxV: r = maxV * tempH
                                Else: r = maxV: b = maxV * (2 - tempH): End If
                Case Is >= 85:  tempH = (h - 85) / 43: r = 0
                                If tempH < 1 Then
                                    g = maxV: b = maxV * tempH
                                Else: b = maxV: g = maxV * (2 - tempH): End If
                Case Else:      tempH = h / 43: b = 0
                                If tempH < 1 Then
                                    r = maxV: g = maxV * tempH
                                Else: g = maxV: r = maxV * (2 - tempH): End If
            End Select
            r = r / maxV * (maxV - minV) + minV
            g = g / maxV * (maxV - minV) + minV
            b = b / maxV * (maxV - minV) + minV
        End If
    End If
End Sub

¿Cómo funciona esto en Excel: nofollow pegar el código anterior y pegar en un módulo regulares . (Seleccione el código, Ctrl + C para copiar, a continuación, en Excel, retención Alt y pulsa F11 + I + M y después Ctrl + V para pegar, y F5 para ejecutar.) ??

Más información:

Wikipedia: HSL y HSV
Wikipedia: Rueda de color - HSL
colormatters.com: Básico Teoría del color
Wikipedia: Punto medio círculo algoritmo

Si desea una rueda de colores como el ejemplo que nos ha facilitado (y como la mayoría de las ruedas de color se puede encontrar en una sección de pintura tienda de artesanía), donde el rojo es verde y azul opuesta se encuentra frente a amarillo-anaranjado, frente púrpura amarilla, etc. ., sólo tiene que hacer lo siguiente matemáticas para modificar la tonalidad de la HSL o HSV para obtener el legado tonalidad ...

double ToLegacyHue(double modernHue) {
   modernHue = ((modernHue % 360) + 360) % 360; // normalize 360 > modernHue >= 0
   double ret = 0;
   if(modernHue < 60) {
      ret = modernHue * 2;
   } else if(modernHue < 120) {
      ret = modernHue + 60;
   } else {
      ret = (modernHue - 120) * 0.75 + 180;
   }
   return ret;
}

double FromLegacyHue(double legacyHue) {
   legacyHue = ((legacyHue % 360) + 360) % 360; // normalize 360 > legacyHue >= 0
   double ret = 0;
   if(legacyHue < 120) {
      ret = legacyHue / 2;
   } else if(legacyHue < 180) {
      ret = legacyHue - 60;
   } else {
      ret = (legacyHue - 180) / 0.75 + 120;
   }
   return ret;
}

Licenciado bajo: CC-BY-SA con atribución

No afiliado a StackOverflow